施工隧道管理信息化
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施工隧道管理信息化范文第1篇
关键词：隧道施工；安全管理；信息化监控
引言
隧道施工安全问题引起了越来越多学者的重视，将信息化监控技术融入隧道施工安全管理中能够有效提升隧道施工安全管理水平，提高隧道施工安全管理有效性，提升隧道施工安全系数，采用信息化监控技术是保障隧道施工安全的重要手段。
1隧道施工安全管理信息化监控技术的重要性
隧道工程施工具有一定的特殊性，其安全生产工作具有危险性大、突发性强、容易发生伤亡事故等特点，是高风险的建筑工程。造成隧道施工安全事故的原因有很多，如：施工作业面空间狭小，光线不好，空气污浊，噪音大，施工过程中有较多繁重体力劳动，等等。高强度的体力劳动下，身体易疲劳，精神也无法长时间集中，施工人员在这种情况下进行作业，很有可能引起安全事故的发生。隧道内空间狭窄，机械设备的使用如不按照相关操作流程进行操作，极易导致安全事故的发生。隧道开挖会对围岩造成破坏，施工中如果支护不及时，容易出现塌方、落石、涌水等现象，十分危险。施工现场的临时用电和设备管理不当也会引发安全事故。因为隧道施工中需要的用电设备较多，布置又比较分散凌乱，并移动频繁，很多机械设备均为导体，如管理不当易发生触电事故，危及施工人员人身安全。隧道施工中处处存在隐患和危险，避免安全事故的发生，安全管理至关重要，只有保障安全管理的有效性，才能将安全管理工作落到实处，为隧道施工创造有利条件。
隧道施工安全管理是规避安全事故发生的重要手段，但传统隧道施工安全管理监控手段过于落后，监控效果并不理想，不能动态的监控危险源，不能及时发现危险征兆。
自20世纪50年代开始，道路桥梁隧道的安全监控体系就已经得到了应用，但是由于该安全监控体系在我国发展较晚，各方面理论与实际措施并不完善，监控范围与内容也相对较少，在应用过程中暴露出很多缺陷。随着科技的不断发展，网络信息通讯技术与计算机技术得到了广泛地普及，衍生为结构振动理论、信号分析及处理技术、现代传感技术，为隧道施工安全评估监控技术的发展注入了新鲜的血液，同时隧道施工在理论、结构设计、施工等各方面的技术愈加成熟，这些客观因素都从各个方面推动了我国隧道施工安全监控技术的发展。信息化监控技术利用传感器采集数据信息，利用视频监控系统实时掌握施工现场情况，并进行全天候监控，监控过程更加直观，实现了施工安全管理的智能化、科学化、信息化。从整体上提高了施工安全管理效率和有效性，加强信息化监控技术应用意义重大。
2隧道施工安全管理信息化监控技术
2.1施工监控量测技术
新奥法技术在20世纪70年代被研究出来，并在中国得到了成功的应用。广大工程建设者对这种技术进行不断的总结和实践，逐渐的将新奥法中的“利用量测信息确保施工安全”的技术途径发展到采用监控量测对掌子面前方工程地质、水文地质条件进行动态监测和对围岩、支护的时空变形、应力、压力进行量测。通过反馈信息及时修正支护参数的动态反馈设汁与信息化施工方法。这样能够有效的发挥指导施工和修正设计的目的。
首先，应当对地质勘探资料进行分析，并根据相应的数据来制定相应的监控量测方案，在施工、监控、地表观测、地质预测与开挖验证的过程中也可以利用这些勘探资料，根据围岩支护结构受力变形量测与状态结构观测对隧道的安全性做出判断，然后对支护参数和相关应急参数进行修改，最后完成整个隧道施工。
然后，在地表下沉测量的过程中应当埋设两个基本点，这两个点主要用来相对校核，为了获得原始高程标准点的埋设要与附近水准点联测。在测点位置挖长宽高200mm的坑，然后再在地表进行量测，在测点周围利用混凝土进行填实。通常利用水准仪或者全站仪进行量测。通过监测数据有效的判断周围相对位移值和周边位移速率、拱顶沉降等指标。
最后，根据量测的结果来绘制位移量测和位移速度的变化，施工人员通过反馈得到隧道内的围岩和位移变化，隧道围岩的变形过程反映了围岩经过应力调整建立新的平衡的过程。其稳定性和变形值和时间有关系。通过分析和验证断面的量测数据来确认量测结果的准确度，由回归分析得到位移的物理量随着时间变化的动态曲线，由区曲线可以得到位移和变化规律来确定围岩稳定性的特征。在公路施工的过程中应当对隧道周边和拱顶下沉的数据进行量测，及时观察围岩位移现象有没有改变方向以及位移速率的改变情况，最后位移速率会逐渐的稳定。我们应当根据洞内、外观察数据和实际情况来进行监测，通过对错误信息的修改和设计理念的完善来获得正确的数据，并利用这些数据来指导整个隧道施工工作。
2.2施工人员定位系统
隧道施工人员安全定位系统是利用物联网技术，监控施工人员具置，进而掌握施工情况，确保施工人员人身安全。隧道施工人员定位系统能够实时、精准的掌握各区域施工人员的情况，并将其反馈到监控中心。安全管理工作人员就可以随时了解到施工人员的位置信息，还可以利用远程技术对施工人员进行有效的管理和指示。另外，定位系统还能起到考勤的作用，能够直观反映到岗情况。在发生安全事故时，监控中心就可以根据定位系统所提供的员工分布，对施工人员采取救援，并指挥员工采取相应措施，提高救援效率。施工人员定位系统是隧道施工信息化监控技术中的关键技术。
2.3有害气体监控技术
隧道施工过程中会产生很多有毒有害的气体和粉尘，如，工程机械排放的尾气，开挖出渣产生的粉尘，爆破产生的有毒化学气体，某些岩层可能产生有害气体。隧道施工空间的封闭特点，这些气体十分容易积聚，造成隧道施工环境空气污浊，当这些有害气体达到一定浓度会导致施工人员呼吸困难、中毒、窒息，甚至引起爆炸。为了保障施工现场安全，监测施工现场有害气体至关重要。信息化监控技术下的有害气体探测器，实现了实时空气信息采集，根据施工现场实际情况对现场有害气体浓度和含量做出分析，并反馈到监控中心，如有害气体达到危险标准，便立即发出警报，监控中心便可根据监测到的数据，采取相应措施，指导施工人员的撤离和疏散。
结束语
综上所述，隧道工程施工安全管理意义重大，隧道施工安全管理信息化监控技术是一种先进的安全管理技术措施，能有效的提高安全管理的水平，在施工中应予以重视。现阶段，施工监控量测技术、施工人员定位系统、有害气体监控技术等逐渐得到应用，对于隧道工程施工安全管理具有重要意义。相信，随着科学技术的发展，隧道施工安全管理信息化监控技术将会得到更广泛的应用。
参考文献
[1]王佳玉.近10年我国隧道施工中事故原因的分析及解决对策[J].湖北现代职业技术学院，2012（11）.
[2]汪苏泷.浅议隧道施工现场安全管理策略[J].浙江电子商务学院，2011（14）.
施工隧道管理信息化范文第2篇
【关键词】高速公路 机电管理 系统
1 甘肃省高等级公路整体运营现状及背景
近几年，甘肃省高速公路建设发展迅猛，省高速公路管理局对全省高等级公路和联网收费公路进行统一的运营管理，主要负责全省高速公路的资产管理、养护监管、标志标牌、隧道、机电系统、服务区及管理设施的维护管理工作，负责全省高速公路的应急救援、调度指挥和交通战备保障、监控管理、交通信息收集与以及全省高速公路管理单位组织人事、劳动工资、档案管理和安全生产等工作。截止2015年底，甘肃省高速公路管理局下设9个高速公路管理处、34个收费管理所、2个隧道管理所，183个收费站，26个隧道管理站，1081条车道（其中ETC车道336条），45对服务区，14对停车区，共管辖收费路段36条，总里程已达到3852.65公里，其中隧道155处299座420.13公里。
高速公路机电设备的正常运行是保证收费运营管理工作的基础条件，做好高速公路机电设备的管理、维护、更换、升级等工作显得尤为重要。高速公路的机电设备种类繁多，从功能上可划分为监控设施、通信设施、收费设施、高低压配电设施、照明设施、隧道机电设施等。目前，我省高速公路机电设备管理工作还利用手写填表的方式完成，费时、费力，且不能及时、准确的掌握机电设备的工作状态和运行情况，无法提供全面可靠的决策依据。实现以智能交通为特征的交通信息化是实现交通现代化的必经之路， 通过二维码、B/S（浏览器/服务器），Android、Ios智能终端，4G网络、可视化界面等技术，将更有利于管理者及时、准确的了解高速公路机电设备的工作状态，从而提高管理者的决策和效率。
2 甘肃省高速公路机电养护管理系统平台内容
高速公路机电养护评价系统是一项综合性的信息系统工程，没有现成的模式可以直接遵循。因此，采用科学规范的项目管理机制，有效调配人员、时间和资金等资源，对该系统的建设非常重要。系统将建立以下几个模块：
（1）设备管理：包括设备录入、设备查询、设备调拨、设备调拨记录、二维码打印、备品备件录入、备品备件查询和数据录入情况分析八个功能。各单位在此模块录入本单位的机电设备信息，也可查询本单位下属单位的数据录入情况，实现设备的统筹管理和资源整合利用。为方便设备日常管理维护，可打印设备的二维码或条形码并粘贴到对应设备上；将各单位备品备件信息录入系统，实现查询本单位下属单位备品备件的详细情况，并进行数据分析。
（2）养护管理：各单位通过此模块录入设备的日常巡查、光缆巡检、养护巡检信息，方便上级单位的查看和审核。设备出现故障时，将相应故障信息添加到模块内，随时更新故障处理情况。
（3）统计分析：包括设备台账、故障频率分析、故障率分析和备品备件台账四项，通过分析已录入的设备故障情况，生成故障频率统计图表等各类分析报表，管理人员根据需求可选择不同查询条件和统计方式，全面细致的了解所有机电设备的故障率、故障原因、发生故障时间、使用部门等详细信息。
（4）预算管理：包括设备维修费用预算和日常巡查费用预算两个模块。维护单位在完成设备故障维修后，提交系统经该维护公司审核后的维修费用。维护单位完成日常巡查工作后，将具体巡查工作输入系统，信息审核成功后系统根据标准库自动计算巡查费用。
（5）专项工程：包括项目信息、审核项目、项目招标、合同管理、项目监理、计量支付和竣工验收，是一套完整的项目实施流程。各收费所申请本单位的专项工程，先在系统内录入详细的工程相关信息，完成后由各管理处进行项目审核，通过后填写项目招标信息，按照相关规定签订施工合同记录在系统中，根据合同约定进行计量支付，经监理单位审核确认后支付费用，项目完工后，各管理处组织竣工验收。整个项目从申请、批准、实施、完工均可在系统中查询到时间点、经手人等信息，避免了因管理人员变动、文件表格丢失等现象对项目产生的影响，更方便于以后项目的筛查、上级单位检查、审计等工作需求。
（6）综合管理：包括通知管理、操作手册、制度管理和制度类型管理，通过此模块可向下属单位发放通知、操作手册、管理制度等信息，方便快捷，是各单位上传下达的重要途径。
（7）标准设置：包括设备名称管理、二维码属性设置、设备分类管理、预算材料基价、预算定额管理、预算材料基价（维修）、预算定额管理（维修）和设备标准品牌库，主要用于系统中所有材料、定额的设置。使用者可添加本系统中当时没有的设备、材料或维修项目，根据设备大类管理下一级别的设备小类，以及预算材料的基价添加、预算定额的添加和修改，设备标准品牌信息的添加、维修设备材料的基价、预算添加等。
（8）系统管理由组织机构管理、用户账号管理、角色（用户组）管理、模块（菜单）管理、日志查询、数据字典管理和修改密码组成。
3 系统建设的重要意义
通过建立该软件管理平台，规范了我省高速公路机电设备的维护标准，建立了设备动态管理台账，为整体管理工作计划目标的制订和相关决策提供了切实可行的依据，并从技术上对机电系统的运行状况进行全面、科学、准确的评估，从而进一步降低了设备故障的发生率；根据系统设定的评定标准随机抽样检测维护单位的维护数据，实现了对不同维护公司客观公正的绩效评定，加强了整体机电系统管理队伍的技术水平，实现信息化的科学管理，达到了提高工作效率、节省费用支出的最终目的，使甘肃省高速公路机电系统管理决策水平得到了大幅提高，并为收费运营工作提供了重要的技术保障，也是高速公路交通智能化的一个缩影。
参考文献：
[1]按部颁标准JTG H12-2003《公路隧道养护技术规范》有关机电设施章节执行.
[2]靳引利，范晓，雷雨.高速公路机电设备维护管理系统的设计与实现[J].公路交通科技，2007.
[3]邹国平，李翠.路网环境下高速公路机电设备维护管理系统的研究[J].交通标准化，2008.
[4]杜旭强.高速公路机电系统维护问题的探讨[J].电大理工，2010.
施工隧道管理信息化范文第3篇
关键词：城市交通隧道 网格盾构 土压盾构 双圆盾构 泥水盾构 沪崇苏越江工程
1 前言
上海城市人口1450万，流动人口300万，面积6340km2，目前已经成为中国的经济、贸易、金融、航运中心城市。城市的经济发展促进城市建设尤其是交通建设的发展，城市地下轨道交通具有快捷、安全的特点。上海城市轨道交通线网规划17条线路，总长780km，其中地铁11条线，长度385km。已建3条线，其中地铁2条线；在建4条线，其中地铁2条线。地铁区间隧道总长度达700km（双线），采用盾构法施工，已建约100km。
黄浦江从东北至西南流经上海城区，把上海分为浦东、浦西2部分，江面宽500m~700m，主航道水深14m~16m。近10年来，浦东的迅速发展促进了越江交通工程建设，采用大直径盾构建造江底交通隧道已得到广泛的应用。已建隧道5条，在建隧道4条拟建隧道6条。
上海地层为第四纪沉积层，其中0~40m深度内均为软弱地层，主要为粘土、粉质粘土、淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、粉砂土等，这类土颗粒微细、固结度低，具有高容水性、高压缩性、易塑流等特性。在该类地层中进行盾构隧道掘进施工，开挖面稳定和控制周围地层的变形沉降十分困难。
上海地区盾构隧道技术的应用，始于1965年，近40年来，尤其是近10年来，盾构隧道技术广泛用于地铁隧道、越江公路隧道和其它市政公用隧道。本文就上海城市交通隧道盾构施工技术的发展和现状，作一个回顾和综述。
2 网络挤压盾构掘进技术的开发和隧道工程应用
2.1 Φ5.18m网格挤压盾构及上海地铁试验工程
1964年，上海市决定进行地铁扩大试验工程，线路位于衡山路北侧，建2条长600m的区间隧道，隧道复土10m，隧道外径5.6m，内径5m。隧道掘进施工采用2台自行设计制造的Φ5.8m网格挤压盾构，辅以气压稳定开挖面土体，于1966年底完成1200m地铁区间掘进施工，地面沉降达10cm。
2.2 打浦路隧道Φ10.2m网格挤压盾构掘进施工
1965年，上海第一条穿越黄浦江底的车行隧道――打浦路隧道，全长2761m，主隧道1324m采用Φ10.2m网格挤压盾构掘进施工，黄浦江约600m，水深16m，见图1所示。
φ10.2m网格挤压盾构掘进机是中国第一台最大直径的盾构，盾构总推力达7.84×104KN，为稳定开挖面土体，采用气压辅助施工方法。盾构穿越的地层为淤泥质粘土和粉砂层，在岸边采用降水辅助工法和气压辅助工法，在江中段采用全气压局部挤压出土法施工。盾构见图2所示。
圆隧道外径10m，由8块钢筋混凝土管片拼装而成。管片环宽90cm，厚60cm。管片环向接头采用双排钢螺栓联接。衬砌接缝防水采用环氧树脂。打浦路隧道于1970年底建成通车，至今已运营33年。
2.3 延安东路隧道北线Φ11.3m网格挤压水力出土盾构施工
1983年，位于上海 外滩的延安东路隧道北线工程开工建设，隧道全长2261m，为穿越黄江底的2车道隧道，其中1310m为圆形主隧道，采用盾构法施工，隧道外径11m，隧道衬砌由8块高精度钢筋混凝土管片拼装而成，管片环宽100cm，厚55cm，接缝防水采用氯丁橡胶防水条。
隧道北线圆形主隧道采用了上海隧道工程公司自行设计研制的φ11.3m网格型水力出土盾构，见图3所示。在密封舱内采用高压水枪冲切开挖面，挤压进网络的土体，搅拌成泥浆后通过泥浆泵接力输送，实现了掘进、出土运输自动化。网格上布有30扇液压闸门，具有调控进土部位、面积和进土量的作用，可辅助盾构纠偏和地面沉降控制。网格板上还布设了20只钢弦式土压计，可随时监测开挖面各部位的土压值变化，实现了信息化施工。盾构最大推力可达1.08×105KN。盾构顺利穿越江中段浅复土层和浦西500m建筑密集区，保护了沿线的主要建筑物和地下管线。
3 土压平衡盾构在城市交通隧道工程的应用和发展
3.1 土压平衡盾构的引进和开发应用
近年来，我国的城市地铁隧道、市政隧道、水电隧道、公路交通隧道已经越来越多地采用全断面隧道掘进机施工，其中用得最多的是土压平衡盾构掘进机。上海、广州、深圳、南京、北京的地铁区间隧道已经采用了31台直径6.14m～6.34m的土压平衡盾构，掘进区间隧道总长度达400km。土压盾构具有机械化程度高、开挖面稳定、掘进速度快、作业安全等优点，在隧道工程中有广泛的发展前景。
土压平衡盾构适用于各种粘性地层、砂性地层、砂砾土层。对于风化岩地层、软土与软岩的混合地层，可采用复合型的土压平衡盾构。在砂性、砂砾、软岩地层采用土压盾构掘进施工，应在土舱、螺旋输送机内以及刀盘上注入泥浆或泡沫，以改良土砂的塑流性能。
3.2 Φ6.34m土压盾构在上海地铁工程中的应用
1990年，上海地铁1号线开工建设，双线区间隧道选用土压平衡盾构掘进，经国际招标，7台Φ6.34m土压盾构由法国FCB公司、上海市隧道工程公司、上海市隧道工程设计院、上海沪东造船厂联合体中标，利用法国混合贷款1.32亿法郎。第1台Φ6.34m土压盾构于1991年6月始发推进，7台盾构掘进总长度17.37km，1993年2月全线贯通，掘进施工期仅20个月，每台盾构的月掘进长度达200～250m。掘进施工穿越市区建筑群、道路、地下管线等，地面沉降控制达＋1cm～－3cm。Φ6.34m土压平衡盾构见图4所示，其主要技术性能见表1。
1995年上海地铁二号线24.12km区间隧道开始掘进施工，地铁一号线工程所用的7台Φ6.34m土压盾构经维修以后，继续用于二号线区间隧道掘进，同时又从法国FMT公司和上海的联合体购置2台土压盾构，上海隧道工程股份有限公司制造1台土压盾构，共计10台土压盾构用于隧道施工。
于2000年开工兴建的上海地铁明4号工程区间隧道仍将使用这10台Φ6.34m土压平衡盾构施工。2001年，向日本三菱重工购置4台Φ6.34m土压平衡盾构，共计14台盾构正在掘进施工。
上海地铁隧道外径6.2m，衬砌环由6块钢筋混凝土管片拼装而成，通缝拼装，环宽100cm，管片厚35cm。见图5所示，地铁4号线部分区间隧道管片采用错缝拼装，环宽120cm。
上海地铁2号与1号线垂直相交，盾构从1号线区间隧道下1m穿越，掘进施工中采用地层注浆加固、跟踪注浆、信息化施工等技术措施，确保1号线地铁安全运营，沉降控制在2cm以内。地铁4号线与2号线区间隧道相交，4号线盾构从2号线隧道下1m穿越。Φ6.34m土压盾构在城市建筑群下穿越，其沉降一般也在4cm以内。盾构平均月推进长度约250m，最快达400m/月。
3.3 双圆形盾构掘进机的引进和应用
2002年，上海地铁8号线黄兴路至开鲁路站三个区间隧道，长度2，688m，采用DOT双圆盾构隧道工法，并从日本引进2台Φ6300m×W10900mm的双圆形土压盾构掘进机。双圆盾构见图所示，其主要技术参数见表2。
双圆隧道衬砌采用预制钢筋混凝土管片，错缝拼装；每环管片由11块管片拼装而成，其中2块为海鸥形，1块为柱形。管片厚度30cm，环宽120cm，见图7所示。
3.4 Φ7.64m土压盾构掘进外滩观光隧道
3.4.1 工程概况
上海外滩观光隧道是我国第一条行人过江专用隧道，是一条连接南京路外滩和陆家嘴东方明珠塔的江底隧道，全长646m，隧道内径6.76m。隧道内通行一来一往2条观光车轨道。
外滩观光隧道于1998年初开工，1999年底建成运营，土建工程包括黄浦江两岸的2座出入口竖井和一条过江隧道，见图8所示。隧道位于延安东路隧道北侧，并与上海地铁二号线2条过江区间隧道在江底交叉。隧道穿越的主要地层为粘土、粉质粘土、淤泥质粘土和砂质粉土。
隧道衬砌环由6块钢筋混凝土管片拼装而成，管片设计强度C50，抗渗等级S8，环宽120cm，厚35cm。管片接缝防水采用EPDM多孔橡胶止水带，管片背面涂防水层。
3.4.2
φ7.65m土压平衡盾构掘进施工
隧道掘进采用φ7.65m土压平衡盾构，见图9所示。盾构大刀盘切削土体，为幅条式结构。盾构长8.935m，中间有较接装置，易于纠偏施工。盾构最大推力5.2×104KN。盾构密闭舱内充满切削土砂，通过直径900mm的螺双输送机排土，通过推进速度、螺旋机转速、排土量来控制密闭舱土压，使之与开挖面水压力平衡。盾构掘进速度为0～4cm/min。
盾构于1998年11月始发推进，隧道纵坡达4.8%，；平曲线最小半径为400m，均为国内越江盾构隧道之最。盾构初推段100m内进行了土体变形、土应力、孔隙水压的监测，反馈盾构施工，调整盾构施工参数，控制施工轴线和地表沉降。盾构掘进的平均速度达8m/d，646m隧道共花费3个月的时间完成，工程质量优良。
3.5 3.8m×3.8m矩形土压盾构掘进地铁过街人行地道
常用的盾构隧道掘进机为圆形，主要是圆形结构受力合理，圆形掘进机施工摩阻力小，即使机头旋转也影响小。但是圆形隧道往往断面空间利用率低，尤其在人行地道和在行隧道工程中，矩形、椭圆型、马蹄形、双圆形和多圆形断面更为合理。日本80年代开发应用了矩形隧道，在90年代开发应用了任意截面盾构和多圆盾构，并完成了多项人行隧道、公路隧道、铁路隧道、地铁隧道、排水隧道、市政共同沟隧道等，使异形盾构技术日益成熟，异形断面隧道工程日益增多。
我国于1995年开始研究矩形隧道技术，1996年研制1台2.5m×2.5m可变网格矩形顶管掘进机，顶进矩形隧道60m，解决了推进轴线控制、纠偏技术、深降控制、隧道结构等技术难题。1999年5月，上海地铁二号线陆家嘴路站62m过街人行地道采用矩形顶管掘进机施工，研制1台3.8m×3.8m组合刀盘矩形顶管掘进机，具有全断面切削和土压平衡功能，螺旋输送机出土，掘进机的主要工作参数见表3，矩形顶管掘进机见图10。
4 大直径泥水加压盾构掘进越江公路隧道施工
4.1 延安东路隧道南线Φ11.22m泥水加压盾构掘进施工
1995年，为发展浦东建设需要，上海延安东路隧道南线开工建设，为缩短工期和保护隧道沿线建筑物的需求，引进日本三菱重工制造的Φ11.22m泥水加压盾构。盾构本体示意见图11。
隧道南线1300m圆形主隧道采用日本三菱重工制造的φ11.22m泥水加压盾构掘进施工，盾构本体示意见图5。盾构采用刀盘切削，总推力达1.12×105KN，刀盘扭矩4635kn·m，最大掘进速度46mm/min。盾构密封舱充满压力泥浆与开挖面水土压保持平衡，并在开挖面形成泥膜，起到稳定的作用。盾构设有掘进管理、泥水输送、泥水分离和盾尾同步双液注浆系统。掘进管理和姿态自动计测系统能及时反映盾构掘进施工的几十项参数，便于准确设定和调整各类参数。
4.2 大连路隧道Φ11.22m泥水加压盾构掘进施工
上海大连路隧道全长2565m，为2来2去的两条双车道隧道，工程总投资16.55亿元。工程于2001年5月25日开工，合同工期28个月。隧道平、剖面见图12所示。
圆形主长1263m，采用2台Φ11.22m泥水加压盾构同时掘进施工。隧道衬砌结构在延安东路隧道工程的基础上进行了优化改良，拼装形式由通缝改为错缝，管片厚度从55cm改为48cm，环宽由100cm增大为150cm，管片分块由8块增为9块，管片连接螺栓由直螺栓改为弯螺栓，螺栓手孔改小，管片形式由箱形改为平板型。隧道衬砌结构见图13。
泥水加压盾构的泥水输送和泥水处理是盾构施工的重要组成部分，公司自选研究设计制造了适应上海软土地层的泥水分离系统，见图14所示。
盾构进出洞土体加固全部采用冻结法。
西线隧道于2002年3月28日始发推进，至9月20日隧道贯通，工期6个月。东线隧道于6月18日 发推进，至12月底隧道贯通。盾构掘进速度平均为8m/d，最快为15m/d。两条隧道最小间距为6m。
大连路隧道于2003年9月建成通车，总工期仅28个月，是上海越江公路隧道建设周期最短的。
4.3 上海越江交通工程的发展
2001年底，复兴东路隧道工程开工建设，为2条3车道隧道，隧道外径11m，分为上下两层，是我国第一条双层隧道，全长2785m。2条1215m主隧道于2003年2月和5月先后始发推进，于11月隧道贯通。
2003年6月，翔殷路隧道工程开工建设，为2条2车道隧道，隧道全长2597m，隧道外径11.36m，内径10.2m，是目前车道最宽的盾构隧道，设计车速可达80km/h。
正在设计中的越江隧道有军工路隧道和上中路隧道(中环线配套工程)，正在规划中的越江隧道有长江西路、新建路、人民路、耀华路等4处。
长江口越江通道工程是连接上海－崇明－江苏北部的重要交通工程，位于长江口，从上海浦东－横沙岛－崇明岛－南通，采用桥隧结合的工程方案，全长68km，为3来3去6车道，设计车速100km/h。其中浦东5号沟至横沙岛穿越长江南港，采用盾构隧道施工，全长约8.5km，隧道外径15.2m。横沙岛至崇明岛越江北港，采用桥梁施工，全长9.54km。见图15所示。直径Φ15.2m的盾构隧道，目前是世界上最大直径的盾构隧道，隧道断面见图16。
5 结语
上海城市交通隧道工程的发展提高了盾构隧道技术的水平。从最初的网格挤压盾构，发展到目前的土压平衡盾构和泥水加压盾构，盾构机向机械化、自动化、信息化发展，掘进速度快，盾构开挖面稳定，地面沉降控制好，环境影响小。盾构衬砌不断改进和优化。盾构与隧道技术正在向大深度、大直径、长距离掘进发展。双圆隧道、矩形隧道技术也得到应用。随着上海城市交通隧道工程建设的不断发展，盾构隧道技术水平将进一步的发展和提高。
参考文献
1、 傅德明、杨国祥. 《上海地区越江交通盾构施工技术综述》. “国际隧道研讨会暨公路建设技术交流大会论文集”. 人民交通出版社. 2002.10
2、 傅德明. 《土压盾构掘进机在我国隧道工程中的应用和发展》. “第三届海峡两岩隧道与地下工程学术与技术研讨会”. 成都. 2002.8
施工隧道管理信息化范文第4篇
（广州地铁设计研究院有限公司，广州 510010）
（Guangzhou Metro Design & Research Institute Co.，Ltd.，Guangzhou 510010，China）
摘要： 本文对上涌公园站～大塘站盾构区间的风险工程进行了设计分析，阐述了风险工程的主要设计原则，提出了对应具体风险的针对性措施。同时本文着重对下穿地铁3号线大塘站的风险工程进行了方案的比选分析及数值模拟，并提出了盾构施工的监测方案以监控施工影响、指导施工。
Abstract： This paper analyzes the risk engineering design of the shield interval of Shangyong Park Station～Datang Station， expounds the main design principle of risk engineering， puts forward the pertinence measures of the related specific risks. At the same time， this paper carries out the comparison analysis and numerical simulation of the risk engineering of Datang Station in down-traversing Metro Line 3 and puts forward the monitoring scheme of shield interval to monitor the construction influence and guide the construction.
关键词 ： 盾构区间；风险工程设计；下穿大塘站；数值模拟；施工监测
Key words： shield interval；risk engineering design；underneath pass Datang Station；numerical simulation；construction monitoring
中图分类号：U455.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）18-0068-03
0 引言
随着城市现代化建设的加快和城市建设步伐的向前迈进，越来越多的人口向城市涌入，使现有公共交通不堪重负。地下轨道交通的工程建设已成为解决交通问题的最有效的措施。同时由于城市地下空间的不断开发和利用，新建轨道交通盾构区间与既有地下工程的距离越来越近，施工难度及风险随之越来越大。特别是在繁华城区，穿越工程施工的影响更加明显。因此在设计过程中，盾构区间的工程风险专项分析显得尤为重要。
1 工程概况
上涌公园站~大塘站区间采用盾构法施工，出上涌公园站后，下穿广州大道南，转入新滘中路，下穿厚德电力隧道、新滘汽配城人行天桥、上涌中桥、三号线大塘站后，到达大塘站。本段区间覆土较厚约21~28m，区间主要穿越<7-3>强风化泥质粉砂岩、<8-3>中风化泥质粉砂岩。在本段区间最低点设置1#联络通道兼废水泵房。本区间沿线现状建筑见表1。
2 主要设计原则
①新建轨道交通工程结构（包括永久结构和临时结构）的强度、刚度及稳定性，应保证工程的安全和周边环境的正常使用。
②根据新建轨道交通工程及受影响周边环境的特点选择合理的施工方法，确定合理施工步序，制定有效的应急处理预案。
③根据场地的地质状况、周边环境安全的重要程度，通过工程类比、数值模拟、解析法等计算分析制定合理的控制指标和具体技术措施，把风险等级降低在可接受水平内。
④风险工程设计采取的技术措施应具有实际可操作性和工程造价合理性。
⑤风险工程设计成果应包括有关风险识别、分级和风险分析、评价内容。
⑥风险工程设计应全面掌握风险工程特点，深化设计内容，通过技术、经济比较分析，制定针对性和可操作的风险控制措施，保证工程自身和周边环境的安全及正常使用。
3 风险工程描述
根据《城市轨道交通地下工程建设风险管理规范》（GB50652-2011），分析统计出本区间Ⅲ级以上的风险工程，详见表2。
4 风险工程变形控制指标
根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）的规定，得出建筑物控制指标参考值，详见表3。
根据《城市轨道交通结构安全保护技术规范》（CJJ/T 202-2013），下穿大塘站轨道及道床的变形控制指标为：轨道横向高差≤4mm，道床脱空量≤5mm。
5 下穿大塘站采取措施及数值模拟分析
5.1 概述 三号线大塘站为地下两层无柱车站，围护桩采用直径1.2m@1.3m钻孔灌注桩。隧道在YCK41+193下穿3号线大塘站，车站底板距距离拱顶约2.37m，关系图见图1~2。
盾构管片采用外径6m，壁厚0.3m的钢筋砼管片，左右线间距16.2m，覆土18.9m。该段范围地层自上而下主要为<1>填土、<2-1B>淤泥质土、<5N-2>残积土（硬塑）、<6>全风化层、<7>强风化泥灰岩、<7-2>泥质粉砂岩强风化层。洞身主要位于<7>强风化泥灰岩。
5.2 方案比选
5.2.1 矿山法 针对下穿既有站工程，由于矿山法施工更为灵活，辅助措施选择性大。下穿工程多采用暗挖法施工，分为密贴下穿和在新建结构与既有结构中间预留一定间距土体两种方式。但矿山法下穿过程中施工风险较大、既有车站沉降位移不易控制。且矿山法进行初支后，再由盾构进行空推过大塘站，施工造价也较高。
5.2.2 盾构法 盾构法与矿山法，对周边环境的影响相对较小，能够较好地控制沉降。在施工效果与经济上比矿山法更有优势。然而，采用盾构法下穿既有车站需要开仓破除既有车站的围护桩，施工风险大。但由于洞身范围处于<7>强风化泥灰岩，地层较好，能够相应的降低风险。经综合技术、经济比较，采用盾构法下穿既有线为最优方案。
5.3 数值模拟分析 使用FLAC3D3.00建立三维模型进行分析，土体采用摩尔-库伦本构模型，模型的单元划分如图3、4所示，隧道周边以及车站围护结构周边土层划分为1.5m的六面体单元，其余部分划分为4m的六面体单元，隧道也进行相应的单元划分。荷载考虑地面超载以及水土荷载等。采用的地层物理力学指标见表4。
计算时分5个施工阶段进行模拟开挖。如表5。
盾构区间下穿三号线大塘站产生的最大位移为2.9mm（如图5所示），满足《建筑地基基础设计规范》以及《城市轨道交通结构安全保护技术规范》的规定。
6 监控量测方案
近距离穿越既有线工程，施工是关键，施工过程中既要保证既有隧道的运营安全，又不能破坏既有隧道结构安全性，这就要求对施工参数采用一定的标准严格控制。但是地下工程往往非常复杂，依靠任何单一公式都难以准确预测地下工程施工的影响，国内外主要是应用现场监测来动态监控施工影响，同时指导施工。
6.1 施工监测的目的 根据工程自身的风险及环境保护要求，且从信息化施工的要求出发，应根据施工工况系统、周详的监测方案和信息化反馈系统，实时监控结构施工的安全。施工监测主要目的：①监控周围建筑物与结构本身的安全性；②将监测数据与预测值相比较，以优化设计；③确定合理的施工工艺和施工工序，以优化施工。
6.2 量测项目、测点布置、监测手段与监测频率 ①盾构法隧道监测。盾构法施工的必测项目包括：沿线地表沉隆、建构筑物和地下管线的变化、隧道变形和位移测量等。其他项目根据具体情况选测，诸如地中位移、隧道内力、地层与管片的接触压力等。②建构筑物监测。在建筑物周围设置测点，观测隧道施工过程中地表发生的沉降（尤其是不均匀沉降）和位移，据以判定建筑物的安全性，以及采用的工程保护措施的可靠性。根据本工程的特点确定的量测项目、测点布置、监测手段与监测频率详见如表6。
7 结论与建议
①通过分析和采取对应措施，上涌公园站～大塘站盾构区间工程风险和环境的风险等级均在可接受水平内。
②区间下穿大塘站采用盾构法能够有效控制既有车站的沉降变形，保证既有地铁车站的安全运营。
③地下工程往往非常复杂，依靠任何单一公式都难以准确预测地下工程施工的影响，很大程度上依赖施工人员的个人技术水平，下一步研究的重点是注重现场监测、建立动态控制系统来监测和控制施工影响，保证施工安全。
参考文献：
[1]王绵坤.顶管施工中力学效应问题研究[D].广州大学，2007.
施工隧道管理信息化范文第5篇
关键词：高速公路；隧道；中短隧道；照明；节能
中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)18-4488-03
安徽省沿江高速公路（芜湖―铜陵―安庆）地处皖南沿江地区，是国家重点公路天津－汕尾、东营－香港（口岸）公路（铜陵－九江支线）的重要组成部分，其中沿江高速公路东段于2007年6月28日建成通车，全线设有千军岭、峨山等6座隧道，它们的分布及长度如表1所示。
由于隧道内外的亮度差别较大，司机在进出隧道时会产生种种特殊的视觉问题，对交通安全很是不利，因此在沿江东高速公路设计时，沿线的6座隧道均配备了较为完善的隧道照明系统，并由芜湖分中心完成运营管理。
1 沿江东中短隧道照明高耗能问题
随着山区高速公路的不断建成通车，隧道照明高耗能相关问题也日益突出，沿江东高速公路也不能例外，庞大的隧道照明费用已经成为芜湖分中心营运费用最大的日常开支项目之一。经总结分析，沿江东中短隧道照明高耗能的成因主要包括以下几个方面。
1） 照明安装功率大，电能消耗沉重
研究表明，一公里的隧道，其加强照明的总功率约占整个隧道照明功率的70%，而入口段加强照明的总功率又占了加强照明总功率的60%至70%。根据《公路隧道通风照明设计规范》，隧道照明的入口段长度取决于隧道洞口纵坡坡度、行车速度及洞口内净空高度，而与隧道长度没有直接关系，这也就造成了短隧道照明系统中加强照明总功率占整个隧道照明功率的比重相当大。沿江东高速公路6座隧道单洞总长仅4.8公里，然而由于其以中短隧道为主，加强照明所占比重非常高，隧道照明安装功率很大，带来的电能消耗非常沉重。表2是沿江高速公路与安景高速公路的建设规模对比表。
经统计，沿江高速公路隧道单洞长度比安景高速公路短了近10公里，仅为安景高速公路隧道单洞长度的36%，然而其照明安装功率却到达了安景高速公路的91%，二者基本相当。
2）高压钠灯寿命短，维护费用沉重
隧道照明系统运行环境比较恶劣，震动强、灰尘大、电压不稳，而且隧道照明要求不间断使用，并在使用过程中频繁的启停灯具来调节洞内照度，这些都严重影响着高压钠灯的使用寿命，进一步增加了成本支出。经调查统计，仅2010年4月至10月间，沿江东高速公路累计维护高压钠灯175灯次，直接维护费用高达5万多元，具体维护情况如表3所示。
3）交通量比较小，远低于设计值
沿江高速公路是国家高速公路骨干网及我省“四纵八横”高速网的组成部分，由于路网的形成尚待时日，目前沿江高速公路的交通量比较小，而且不稳定。经调查，沿江高速公路东段正常时间段的小时最高流量在200辆左右，国庆黄金周等假期能够达到350辆/小时左右，远低于隧道照明设计时采用的2400辆/小时的水平。
4）回路划分粗放，控制方式简单
沿江高速公路的隧道照明系统全部采用回路控制方式，设置四级照明，虽然等级数的设置与省内外大部分高速公路相比并不少，但是每级照明只有一至两个分回路，部分隧道甚至出口段与入口段共用一个回路，以峨山隧道为例，其上行洞一个加强照明回路接入高压钠灯167盏，功率高达27.8kw，这些灯具只能同步开关，控制力度明显不足。
2 中短隧道照明节能的研究与实践
在国家“十一五”节能减排战略相关政策的指引下，针对路段交通量小、隧道照明能耗高、营运成本大的现状，沿江东高速公路引入新理念、研究新技术、应用新产品，通过实践应用形成了不少隧道照明节能技术成果。
1）节能稳压柜的使用：高速公路隧道大多地处偏僻，电源供电质量不佳，夜间的供电电压往往高于白天的正常值。电源电压的波动必将引起高压钠灯电参数的变化，随着夜间电源电压的上升，钠灯工作电流增大，电弧管冷端温度提高，汞、钠蒸气压增高，工作电压、灯泡功率随着增高，造成夜间灯具的耗电量远远高于白天。另外，过高的电源电压还会大大缩短高压钠灯的使用寿命，增加灯具维护更换的费用。
基于以上原因，在高压钠灯使用时，电源电压的波动不宜过大，一般要求在额定值+6%～8%范围之内变化。为实现这一目的，沿江东高速公路给每个隧道配备了节能控制柜，将夜间过高的电压调至额定值。沿江东的应用实践表明，隧道照明节能控制柜节电率在20%以上，并且主要采用稳压节能的工作方式，延长了光源使用寿命，降低隧道照明的运行成本。
2）无极灯的节能研究：随着新光源、新灯具的不断发展，无极灯、LED灯等一批新型光源进入到隧道照明领域，我国隧道照明逐渐向节能、环保、安全、高效的方向健康发展。沿江东高速公路在灯具应用方面大胆创新，在省内率先进行了无极灯应用于高速公路隧道照明的尝试。
沿江东高速公路运营单位对峨山隧道的照明参数进行了详细的测定，认真分析了高压钠灯和无极灯的各项光参数和电气参数，提出了峨山隧道照明技术改造方案。根据方案，运营者对峨山隧道进行了局部改造，将峨山隧道上行洞过渡段、基本段的高压钠灯全部更换为80W的无极灯，并对更换前后的照明效果进行了全方位的对比，包括灯具的节能比对、照度比对、视觉环境舒适度比对、后期维护费用节约情况初探、长期经济效益比对等。
通过峨山隧道的工程试验，沿江东的无极灯应用研究取得了丰硕的成果，验证了无极灯在降低能耗、使用寿命、提高路面亮度、提高隧道安全感等方面的优势，为我省的隧道节能研究开了一个好头。
3）隧道测速装置的安装：随着城市智能交通的发展，在一些十字路口、桥梁等咽喉地带往往都安装了电子警察，事实证明，在安装有电子警察测速的路段，驾车人员基本都会减速慢行，效果明显。而隧道照明系统设计的一个重要参数就是入口处的行车速度，行车速度越大，则照明需求也更大。基于电子警察的成功应用，沿江东高速公路创新性的引入了电子警察的理念，通过在隧道入口处安装测速装置来降低进入隧道的车流的行车速度，进而降低隧道照明的需求，实现节能。
沿江东高速公路在每个隧道入口处安装了一座交通警察的塑像，手持测速仪，如图2所示。
据统计，安装测速装置前进入隧道的车流平均速度为91.2km/h，在抽取的30组交通信息中超过100 km/h的有5车次，占总体流量的15%左右。而在安装测速装置后进入隧道的车流的速度明显降低，平均速度为81.1km/h，在抽取的30组交通信息中超过100 km/h的仅有1车次，占总体流量的3%左右。
通过表中数据对比不难发现，沿江东高速公路在隧道入口处安装测速装置后，进入隧道的车流的速度下降了10%左右，根据《公路隧道通风照明设计规范》，相应的隧道照明需求可同步下调，节能效果可观。
3 中短隧道照明系统节能优化改造
我省早期建设投入营运的隧道，普遍采用传统照明方式，高能耗难以避免，如何结合节能需要，进行节能改造，是我省下一步需要付诸实施的重要工作内容之一。结合沿江东高速公路隧道照明系统的改造经验以及中远期的改造设想，笔者认为中短隧道照明系统节能优化改造可以按照以下思路完成。
1）增大控制范围：早期投入运营的隧道，特别是短隧道，往往只安装了一些灯具，全天候开启；或者如同沿江东高速公路的短隧道，由定时器自主时序控制，运营者只能在现场手动调整时间和时序来干预隧道照明。要想实现照明的自动智能调节，首先就必须保证隧道照明在控制范围之内，因此中短隧道照明系统改造的第一步就是要增大控制范围，将设计的所有照明系统纳入控制。
2）细化控制回路：我省投入营运的隧道，普遍采用高压钠灯照明，与之相对应的只能使用回路控制的方式，通过改变开启灯具的数量来进行照明调节。而目前的中短隧道回路划分普遍较少，一般只设计有3到4个照明等级，常用的往往只有2个照明等级，一个用于白天一个用于夜晚。控制回路的粗放大大制约了照明控制的力度，纵然有最为精细最为智能的控制算法也无法在回路很少的隧道实现节能。因此，在目前无极灯、LED灯价格居高不下的状态下，适当的细化控制回路才是增强照明控制力度的最有效方式。
3）逐步替换光源：隧道用光源的发展方向是高效节能，而随着无极灯、LED灯新光源的不断发展，其节能、环保、长寿命、可控性高等技术优势日益明显，价格也逐渐接近人们能够接受的水平，高压钠灯将被逐步替代已成为业内的共识。但是现阶段新型光源价格仍然较高，全面替换成本太大，而且目前业内关于新型光源尚存在一些争论，仅作了一些研究性的应用，缺乏大规模的工程实践，因此我们建议在隧道改造过程中，有针对性的逐步替换传统光源，充分发挥新型光源的优势，比如先行替换中间段照明、横洞照明、紧急停车带照明等，同时这些应用也能够为新型光源的使用积累丰富的经验，为将来大规模的工程实践提供参考。
4） 实现无极调节：作为新型光源，除了其自身的光参数与电气参数相对传统光源更具优势外，其高度的可控性、调光性能更是使隧道照明智能节能的实现成为可能。目前无极灯和LED灯的无级调节方式已经投入使用，地址码控制方式也已基本完成研发，这些调节方式使得隧道照明大为细化，其中无极调节方式能够使无极灯和LED灯分别在30%～100%和5%～100%的幅度内进行调光，而地址码控制方式能够实现单灯的独立控制，可以监控每盏灯的工作状态。
鉴于地址码控制方式尚不成熟，无级调节方式将是未来一段时间内隧道照明的主要方向。无极调节方式能够结合智能的控制算法使得隧道照明输出与实际需求高度贴近，实现按需照明，而且该控制方式结构简单，将相应回路接入调光控制器即可。2008年11月，安景高速前家山隧道成功应用LED灯的无级调节，照明效果、节能效果良好，相信在不久的将来，无级调节方式将在我省乃至全国得到极大的推广应用。
4 中短隧道照明节能运营制度建设
完善的节能运营制度对隧道照明的节能起到相当大的作用，他可以规范隧道运营中照明系统的使用、维护及改进。
1）队伍建设：隧道照明节能的实现离不开专业的隧道运营管理队伍，只有让他们彻底了解和领会隧道照明的设计意图和相关的规范要求，知道隧道为什么要开灯、怎么开灯、相关法律法规又是如何要求的，才能脱离那种纯靠经验积累来进行工作的状态。芜湖分中心在运营过程中成立了隧道班组，由固定的、专业的团队来管理沿江东隧道，大大提升了隧道管理水平，提高了维护管理效率，很值得借鉴推广。
2）优化运行：隧道照明系统在设计过程中，由于隧道现场情况复杂多变，很难做到完美设计；另外在建设过程中，可能也会由于施工的不规范或者局限性，造成一些不尽合理的地方。这些就要求在隧道运营管理过程中需要对照明方案进行不断的优化，运营管理者根据自身隧道实际，对照明系统的参数选取、系统框架等进行及时调整。
3）规范维护：隧道照明系统涉及范围广、设备数量庞大，故障点也就比较多，及时、高效的维护尤为重要，对隧道照明节能也有着很大的影响，主要表现有以下两个方面：
① 灰尘尾气使得隧道照明灯具光线暗、易老化，因此灯具的清洁、更换是隧道照明管理的重点，必须定期进行以保证灯具较高的养护系数。
② 沿江东隧道在路测2米高度内的侧壁上均贴了白色瓷砖，其良好的反光性能大大提高了隧道照度。然而随着运营时间的增加，瓷砖会被隧道烟尘所覆盖，反光效果大为削弱，应该定期组织人员对隧道侧壁进行清洁。
5 结束语
地球是我们的家园，节能减排是我们共同的责任，沿江东高速公路中短隧道通过近4年的运营，在隧道照明节能研究方面取得了一定的成果，积累了宝贵的实践经验，带给我们很多的启示。相信在不久的将来，高效节能的绿色照明将全面走进隧道、走进千家万户。
参考文献：
[1] 尤三伟,朱祥.高速公路隧道照明节能方案设计[J].中国交通信息化,2008(10).
[2] 张兆杰.高速公路隧道照明节能技术应用实践[J].福建交通科技,2009(3).
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